Os telômeros são estruturas especiais nas extremidades dos cromossomos que são essenciais para fornecer proteção contra degradação enzimática final e manter a estabilidade cromossômica e genômica. Os telômeros estão intimamente ligados ao envelhecimento celular
Esta é a razão pela qual a estrutura adequada dos telômeros (incluindo a presença de proteínas de ligação ao telômero) continua sendo fundamental para evitar a disfunção celular.
Desde a sua descoberta em meados dos anos 80, a biologia dos telômeros atraiu um interesse significativo da comunidade científica devido à sua importância supracitada.
Há um consenso de que seu comprimento é reduzido com a idade, o tabagismo e o estresse, e que os telômeros mais curtos podem prejudicar a saúde.
Estrutura Geral de Telômeros
Os telômeros são compostos por um componente de DNA caracterizado por sequências repetitivas não codificantes ricas em guanina (G) e múltiplos componentes proteicos.
As sequências repetidas podem variar de uma espécie para a outra, sendo a repetição de hexa nucleótidos TTAGGG característica para humanos e outros vertebrados.
As extremidades extremas de todos os telômeros não são contundentes, pois a saliência de 3 ‘é composta por 200 nucleotídeos e volta com alguns dos DNAs teloméricos de fita dupla para fazer um loop de telômeros conhecido como “T loop”. Este evento desempenha um papel de proteção, uma vez que sequestra o terminal suspenso no interior do fio duplo.
A aquisição de repetições de telômeros foi um evento fundamental na evolução do núcleo eucariótico, devido a seus papéis fundamentais na organização cromossômica e na estabilidade do genoma.
Telômeros são considerados como estruturas localizadas nas extremidades cromossômicas, eles também podem ser encontrados em posições internas.
Uma miríade de proteínas está direta ou indiretamente associada ao DNA telomérico. Algumas dessas proteínas (mais notavelmente TIN2, TRF1, TRF2, TPP1 e POT1) são encontradas nos telômeros a qualquer momento, embora haja uma troca altamente dinâmica entre as proteínas que estão ligadas ao telômero e não ligadas.
A enzima telomerase, que é uma ribonucleoproteína com atividade de transcriptase reversa, é composta de duas partes principais – um componente de RNA telomérico e uma transcriptase reversa telomérica.
Embora não haja praticamente nenhuma atividade da telomerase nas células somáticas, um nível baixo está presente nas células mitoticamente ativas.
Papéis dos telômeros e da telomerase
As propriedades dos telômeros eucarióticos são geralmente identificadas como a “função de cobertura”, com a principal missão de proteger as extremidades dos cromossomos da degradação do DNA, mecanismo de reparo do DNA e fusão com outras extremidades cromossômicas.
Seu comprimento serve como um relógio biológico intrínseco que regula o tempo de vida da célula, ou seja , eles fornecem limites sobre o número de replicações que uma célula pode percorrer.
Os telômeros ilimitados são capazes de ativar a resposta de dano ao DNA e causar fusões de ponta a ponta, resultando em instabilidade cromossômica, senescência celular e apoptose (morte celular programada).
As repetições dos telômeros são perdidas a cada ciclo de replicação celular por uma pletora de mecanismos diferentes, e a maioria das células somáticas expressam telomerase insuficiente para compensar a perda de repetições de telômero.
A função bem estabelecida da telomerase é o alongamento dos telômeros, que permite às células aumentar sua capacidade replicativa (às vezes até indefinidamente). No entanto, a baixa expressão da telomerase (por exemplo, em alguns fibroblastos normais) não pode manter o comprimento dos telômeros, mas desempenha um papel na manutenção da estrutura cromossômica durante cada fase S do ciclo celular.
A telomerase também mostra papéis importantes na proliferação de células-tronco, bem como na reprogramação de células-tronco pluripotentes induzidas. O mecanismo dessas funções da telomerase ainda não está completamente claro, pois pode ou não estar ligado à manutenção do comprimento dos telômeros.
Fatos sobre Telômeros e Telomerase
Para entender melhor os telômeros e a telomerase, primeiro vamos rever alguns princípios básicos da biologia e da genética. O corpo humano é um organismo formado pela adição de muitos sistemas orgânicos juntos.
Esses sistemas de órgãos são feitos de órgãos individuais. Cada órgão contém tecidos projetados para funções específicas, como absorção e secreção. Os tecidos são feitos de células que se uniram para executar essas funções especiais.
Cada célula é então composta de componentes menores chamados organelos, um dos quais é chamado de núcleo.
O núcleo contém estruturas chamadas cromossomos que são na verdade “pacotes” de toda a informação genética que é passada dos pais para os filhos.
A informação genética, ou “genes”, é na verdade apenas uma série de bases chamadas adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T).
Esses pares de bases compõem nosso alfabeto celular e criam as sequências ou instruções necessárias para formar nossos corpos. Para crescer e envelhecer, nossos corpos precisam duplicar suas células. Este processo é chamado mitose.
A mitose é um processo que permite que uma célula “pai” se divida em duas novas células “filhas”. Durante a mitose, as células fazem cópias de seu material genético. Metade do material genético vai para cada nova célula filha. Para garantir que as informações sejam passadas com sucesso de uma geração para outra,
Um telômero é uma sequência repetitiva de DNA (por exemplo, TTAGGG) no final dos cromossomos do corpo.
O telômero pode atingir um comprimento de 15.000 pares de bases. Os telómeros funcionam impedindo que os cromossomas percam sequências de pares de bases nas suas extremidades.
Eles também impedem que os cromossomos se fundam uns aos outros. No entanto, cada vez que uma célula se divide, parte do telômero é perdido (geralmente 25-200 pares de bases por divisão).
Quando o telômero se torna muito curto, o cromossomo atinge um “comprimento crítico” e não consegue mais se replicar. Isso significa que uma célula se torna “velha” e morre por um processo chamado apoptose.
A atividade dos telômeros é controlada por dois mecanismos: erosão e adição. A erosão, como mencionado, ocorre cada vez que uma célula se divide. A adição é determinada pela atividade da telomerase.
A telomerase, também chamada de telomere terminal transferase, é uma enzima composta de subunidades de proteína e RNA que alongam os cromossomos adicionando sequências de TTAGGG ao final dos cromossomos existentes.
A telomerase é encontrada em tecidos fetais, células germinativas adultas e também em células tumorais. A atividade da telomerase é regulada durante o desenvolvimento e tem uma atividade muito baixa, quase indetectável em células somáticas (do corpo).
Como essas células somáticas não usam regularmente a telomerase, elas envelhecem. O resultado do envelhecimento das células é um corpo envelhecido.
Se a telomerase é ativada em uma célula, a célula continuará a crescer e se dividir. Essa teoria da “célula imortal” é importante em duas áreas de pesquisa: envelhecimento e câncer.
O envelhecimento celular, ou senescência, é o processo pelo qual uma célula se torna velha e morre. É devido ao encurtamento dos telômeros cromossômicos ao ponto em que o cromossomo atinge um comprimento crítico. O envelhecimento celular é análogo a um relógio de corda.
Se o relógio permanece ferido, uma célula se torna imortal e constantemente produz novas células. Se o relógio cair, a célula pára de produzir novas células e morre.
Nossas células estão constantemente envelhecendo. Ser capaz de fazer as células do corpo viver para sempre certamente cria algumas possibilidades excitantes.
A pesquisa da telomerase poderia, portanto, produzir importantes descobertas relacionadas ao processo de envelhecimento.
Células cancerosas são um tipo de célula maligna. As células malignas se multiplicam até formar um tumor que cresce incontrolavelmente.
A telomerase foi detectada em células de câncer humano e é 10 a 20 vezes mais ativa que em células normais do corpo. Isso proporciona uma vantagem seletiva de crescimento para muitos tipos de tumores.
Se a atividade da telomerase fosse desligada, então os telômeros das células cancerígenas encurtariam, assim como nas células normais do corpo. Isso impediria que as células cancerígenas se dividissem incontrolavelmente em seus estágios iniciais de desenvolvimento.
No caso de um tumor já estar completamente desenvolvido, ele pode ser removido e a terapia anti telomerase pode ser administrada para prevenir a recaída.
Em essência, impedir que a telomerase desempenhe sua função mudaria as células cancerosas de “imortais” para “mortais”.
Sabendo o que acabamos de aprender sobre telômeros e telomerase, pode-se dizer que os cientistas estão prestes a descobrir muitos dos segredos da telomerase.
No futuro, suas pesquisas na área da telomerase poderiam revelar informações valiosas para combater o envelhecimento, combater o câncer e até melhorar a qualidade do tratamento médico em outras áreas, como enxertos de pele para vítimas de queimaduras, transplantes de medula óssea e doenças cardíacas. Quem sabe até onde isso pode ir?
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